JP6056718B2 - Metal strip rolling method - Google Patents

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  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

本発明は、熱間圧延ラインや冷間圧延ラインなどの金属帯の圧延ラインにおいて、ロールプロフィルが3次以上の関数で表されるカーブを有し、軸方向位置で上下で互いに補完し合う形状のイニシャルロールカーブで形成された上下一対のワークロールを備える圧延機により、この上下一対のワークロールを互いに逆向きの軸方向にシフトさせて圧延する金属帯の圧延方法に関する。   The present invention is a metal strip rolling line such as a hot rolling line or a cold rolling line, and has a shape in which the roll profile has a curve represented by a function of the third order or higher, and complements each other vertically in the axial position. The present invention relates to a rolling method of a metal strip that is rolled by shifting a pair of upper and lower work rolls in axial directions opposite to each other by a rolling mill having a pair of upper and lower work rolls formed by the initial roll curve.

金属帯の圧延においては、ワークロールと被圧延材の接触部分(以下、「板道」と言う)にて摩擦が生じ、ワークロールの板道に相当する部分の摩耗が進行していく。また特に熱間圧延においては被圧延材が鋼材である場合、800から1100℃程度と高温であるため、サーマルクラウンと呼ばれるワークロールの板道に相当する部分において熱膨張が生じる。このような局所的な摩耗と熱膨張により、被圧延材の幅方向板厚分布や形状が悪化し、製品品質や通板安定性の低下を招くという問題がある。   In rolling a metal strip, friction occurs at the contact portion between the work roll and the material to be rolled (hereinafter referred to as “plate path”), and wear of the portion corresponding to the plate path of the work roll proceeds. Particularly in the case of hot rolling, when the material to be rolled is a steel material, since it is as high as about 800 to 1100 ° C., thermal expansion occurs in a portion corresponding to the plate path of the work roll called a thermal crown. Due to such local wear and thermal expansion, there is a problem that the width direction plate thickness distribution and shape of the material to be rolled are deteriorated, resulting in a decrease in product quality and sheet feeding stability.

そのため、上下ワークロールを被圧延材の圧延1本毎に軸方向に数mmずつシフトするワークロールシフト方法が実用化されている。なお、圧延荷重によるロールの撓みを補償する機構としてワークロールクロスやベンダーがあるが、これらは摩耗や熱膨張のような幅方向に不均一なプロフィルを制御することはできない。   For this reason, a work roll shift method has been put into practical use in which the upper and lower work rolls are shifted by several millimeters in the axial direction for each rolling of the material to be rolled. Note that there are work roll cloths and benders as mechanisms for compensating for roll deflection due to rolling load, but these cannot control a non-uniform profile in the width direction such as wear and thermal expansion.

従来のワークロールシフト圧延方法は、被圧延材を圧延する毎にワークロールの軸方向位置を一定のピッチ(以下シフトピッチと呼ぶ)で数mmずつずらしていき、機械設備上の限界に達したら、折り返してシフトを続けるサイクリックシフト法が広く用いられている。
この方法はシフトピッチやシフト量上限などの設備制約によって決まる固定のシフトパターンであるため、ある被圧延材とその次の被圧延材との板幅の差によっては板道端部分でのロール摩耗や熱膨張の影響により、板端部の厚みが過厚(エッジハイスポット)になったり、過薄(エッジドロップ)になったりするなどの板厚プロフィル異常となる場合がある。
In the conventional work roll shift rolling method, each time the material to be rolled is rolled, the axial position of the work roll is shifted by a few millimeters at a constant pitch (hereinafter referred to as a shift pitch). A cyclic shift method that turns and continues shifting is widely used.
Since this method is a fixed shift pattern determined by equipment constraints such as shift pitch and upper limit of shift amount, depending on the difference in sheet width between one rolled material and the next rolled material, roll wear or Due to the influence of thermal expansion, there may be an abnormal thickness profile such that the thickness of the edge of the plate becomes excessive (edge high spot) or excessively thin (edge drop).

一方、ワークロールシフトを活用した板クラウン制御方法として、図3に示すように、ロールプロフィルが3次以上の関数で表されるカーブを有した上下一対のロールを軸方向に互いに逆向きに移動させる方法が特許文献1に開示されている。上下ロールをそれぞれ軸方向逆向きにシフトすると、被圧延材位置のロールギャップの形状が変化し、シフト位置によって板クラウンや形状を制御することができる。   On the other hand, as a plate crown control method utilizing work roll shift, as shown in FIG. 3, a pair of upper and lower rolls having a curve whose roll profile is expressed by a function of third order or higher are moved in the opposite directions in the axial direction. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688 discloses a method for causing the above to occur. When the upper and lower rolls are respectively shifted in the opposite axial direction, the shape of the roll gap at the material to be rolled changes, and the plate crown and shape can be controlled by the shift position.

特許文献2には、サイクリックシフト法を前提として決定した次材のシフト位置に許容範囲を設け、その許容範囲内でロールプロフィルの目標値と予測計算値からなる評価関数を最小とする最適シフト位置を決定するシフト量決定方法が提案されている。
また特許文献3では、ワークロールプロフィルの目標値と予測計算値から決まる評価関数を各被圧延材のシフト位置を仮定して計算し、評価関数が最小となるようなシフト位置を圧延サイクルで圧延予定の全被圧延材について決定する方法が提案されている。
Patent Document 2 discloses an optimum shift that provides an allowable range at the shift position of the next material determined on the premise of the cyclic shift method, and minimizes an evaluation function composed of a target value of roll profile and a predicted calculation value within the allowable range. A shift amount determination method for determining the position has been proposed.
In Patent Document 3, an evaluation function determined from a target value and a predicted calculation value of a work roll profile is calculated assuming a shift position of each material to be rolled, and the shift position at which the evaluation function is minimized is rolled in a rolling cycle. A method for determining all planned rolled materials has been proposed.

特許文献1 特開昭57−091807号公報
特許文献2 特開平06−154823号公報
特許文献3 特開昭63−260615号公報
Patent Document 1 JP 57-091807 A Patent Document 2 JP 06-154823 A Patent Document 3 JP 63-260615 A

しかしながら、特許文献1に記載されている方法では、シフト位置は各被圧延材の板幅や圧延荷重によって決定されるため、ロール摩耗や熱膨張を軸方向に分散させるサイクリックシフト法を用いることは出来ない。
また、特許文献2や特許文献3に記載されている方法では、ワークロールプロフィルをロール胴長全体にわたり目標のプロフィルとすることを特徴としており、被圧延材のワークロール上での板道範囲を考慮してシフト位置を決定するものではない。つまり、シフト位置を決定する際に『ワークロールプロフィルのどの位置で被圧延材を圧延するのか』を考慮していないために、被圧延材の板幅やシフト位置によっては、エッジハイスポットやエッジドロップなどの幅方向板厚プロフィル異常が生じるという問題がある。
However, in the method described in Patent Document 1, since the shift position is determined by the sheet width and rolling load of each material to be rolled, a cyclic shift method that disperses roll wear and thermal expansion in the axial direction is used. I can't.
Moreover, in the method described in patent document 2 and patent document 3, it is characterized by making a work roll profile into a target profile over the whole roll trunk length, and the board path range on the work roll of a to-be-rolled material is characterized. The shift position is not determined in consideration. In other words, when determining the shift position, it does not take into account “where in the work roll profile to roll the material to be rolled”, so depending on the plate width and shift position of the material to be rolled, the edge high spot or edge There is a problem that an abnormal thickness profile such as drop occurs.

本発明は以上の問題を解決すべくなされたものであり、被圧延材を圧延するに際し、板幅方向での厚みが不均一、特に幅端部の厚みが過薄になったり過厚になったりする問題を解消できる金属帯の圧延方法を提供し、金属帯の製造におけるスケジュールフリー化を安定的、かつ確実に、実現することを目的とするものである。   The present invention has been made to solve the above problems, and when rolling the material to be rolled, the thickness in the width direction of the plate is not uniform, especially the width end is too thin or too thick. It is an object of the present invention to provide a method for rolling a metal strip that can solve the above problem, and to realize a schedule-free process in the production of the metal strip stably and reliably.

すなわち、本発明は、以下の通りである。
[1]金属帯の圧延ラインにて、圧延サイクルにおける圧延予定の全被圧延材を、ロールプロフィルが3次以上の関数で表されるカーブを有し、軸方向位置で上下で互いに補完し合う形状のイニシャルロールカーブで形成された上下一対のワークロールを備えた圧延機により、該ワークロールを互いに逆向きの軸方向にシフトさせて圧延する圧延方法において、圧延サイクルにおける圧延予定の全被圧延材について、ワークロールシフトピッチに上限を設け、可能なワークロールシフト位置の組合せを仮定して、これらの組合せの全てについて、組合せ毎に、被圧延材とワークロールの接触部分におけるロールギャップの予測計算値と目標値との差を、被圧延材板幅方向の1点以上の評価点について、式(1)
に基づいて、評価関数J1として求め、そして、1点以上の評価点すべてについて求めたJ1の値を式(2)に基づいて評価関数J2として求め、次いでJ2を当該圧延サイクルの全被圧延材について合計した値を評価関数J3として求めた後に、組合せ毎のJ3の値の中で最小となるときの組合せのワークロールシフト位置を、圧延サイクルにおける圧延予定の全被圧延材についてのワークロールシフト位置として決定して圧延することを特徴とする金属帯の圧延方法。
[2]前記の上下一対のワークロールを備えた圧延機がタンデム型圧延機の少なくとも1つ以上のスタンドに設けられていることを特徴とする[1]に記載の金属帯の圧延方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] In a metal strip rolling line, all the rolled materials scheduled to be rolled in the rolling cycle have a curve whose roll profile is expressed by a function of third order or higher, and complement each other vertically in the axial position. In a rolling method in which rolling is performed by shifting the work rolls in axial directions opposite to each other by a rolling mill provided with a pair of upper and lower work rolls formed by an initial roll curve having a shape, all the rolls scheduled to be rolled in a rolling cycle For materials, assuming an upper limit for the work roll shift pitch and assuming possible work roll shift position combinations, for each of these combinations, the roll gap at the contact portion of the material to be rolled and the work roll is predicted for each combination. The difference between the calculated value and the target value is expressed by equation (1) for one or more evaluation points in the width direction of the material to be rolled.
Is obtained as an evaluation function J1, and the value of J1 obtained for all of the one or more evaluation points is obtained as an evaluation function J2 based on the equation (2), and then J2 is all rolled material of the rolling cycle. After obtaining the total value as the evaluation function J3, the work roll shift position of the combination when it becomes the smallest among the values of J3 for each combination is the work roll shift for all the rolled materials scheduled to be rolled in the rolling cycle. A method of rolling a metal strip, wherein the rolling is determined as a position.
[2] The metal strip rolling method according to [1], wherein a rolling mill provided with the pair of upper and lower work rolls is provided on at least one stand of a tandem rolling mill.

圧延サイクルにおける圧延予定の全被圧延材を、互いに逆向きの軸方向にシフト可能であって、ロールプロフィルが3次以上の関数で表されるカーブを有し、軸方向位置で上下で互いに補完し合う形状のイニシャルロールカーブで形成された上下一対のワークロールを備えた圧延機により圧延する際に、圧延予定の全被圧延材のワークロールの軸方向のシフト位置を最適に決定することにより、金属帯の板厚分布を均一化することができる。そして、そのことにより、クラウンプロフィルの異常が発生し易い板幅が狭幅から広幅に組まれた圧延サイクルを採用することができ、板幅規制のないスケジュールフリーの工程管理が可能となる。   All the rolled materials to be rolled in the rolling cycle can be shifted in the opposite axial directions, and the roll profile has a curve expressed by a function of third order or higher, and complements each other in the axial direction up and down. By optimally determining the axial shift position of the work rolls of all the materials to be rolled when rolling with a rolling mill provided with a pair of upper and lower work rolls formed with initial roll curves of mating shapes The thickness distribution of the metal strip can be made uniform. As a result, it is possible to employ a rolling cycle in which the width of the sheet, which is likely to cause an abnormality in the crown profile, is assembled from a narrow width to a wide width, and it is possible to perform schedule-free process management with no sheet width restriction.

本発明の被圧延材の幅方向に定められた評価関数の評価点を示す。The evaluation point of the evaluation function defined in the width direction of the material to be rolled of the present invention is shown. 本発明の評価関数の計算ステップを示す。The calculation step of the evaluation function of this invention is shown. 本発明において使用される圧延機のワークロールを示す。The work roll of the rolling mill used in this invention is shown. 実施例について全圧延材の板幅と板厚の圧延サイクルを示す。About the Example, the rolling cycle of the board width and board thickness of all the rolling materials is shown. 実施例についてワークロールシフト位置を示す。A work roll shift position is shown about an example. 実施例について被圧延材の板厚プロフィルを示す。The thickness profile of a to-be-rolled material is shown about an Example. 他の実施例について全圧延材の板幅と板厚の圧延サイクルを示す。About the other Example, the rolling cycle of the board width and board thickness of all the rolling materials is shown. 他の実施例についてWRシフト位置を示す。The WR shift position is shown for another embodiment. 他の実施例について被圧延材の板厚プロフィルを示す。The thickness profile of a to-be-rolled material is shown about another Example. ワークロールの表面プロフィル(r)とロール軸方向座標(x)を示す。The surface profile (r 1 ) and the roll axis direction coordinate (x 1 ) of the work roll are shown.

本発明の実施形態について以下に説明する。
本発明においては、互いに逆向きの軸方向にシフト可能であって、ロールプロフィルが3次以上の関数で表されるカーブを有し、軸方向位置で上下で互いに補完し合う形状のイニシャルロールカーブで形成された上下一対のワークロールを備える圧延機を使用する。図3に、この圧延機の上下一対のワークロールのみを示した。
このワークロールは、図3から分かるように、ロールプロフィル(ロールバレル)が僅かにS字状をなしており、軸方向位置で上下で互いに補完し合う形状となっている。
Embodiments of the present invention will be described below.
In the present invention, an initial roll curve having a shape that can be shifted in mutually opposite axial directions, has a roll profile expressed by a function of a third order or more, and complements each other in the axial direction. A rolling mill provided with a pair of upper and lower work rolls formed in (1) is used. FIG. 3 shows only a pair of upper and lower work rolls of this rolling mill.
As can be seen from FIG. 3, the work roll has a slightly S-shaped roll profile (roll barrel), and has a shape that complements each other in the axial direction.

本発明の実施形態について以下に説明する。
本発明は、圧延サイクルにおける圧延予定の全被圧延材について、被圧延材とワークロールの接触部分(板道)におけるロールギャップ形状を、目標とするロールギャップ形状とするように全被圧延材に対するワークロールシフト位置を決定することを特徴とする。
Embodiments of the present invention will be described below.
The present invention applies to all the rolled materials so that the roll gap shape at the contact portion (sheet path) between the rolled material and the work roll is the target roll gap shape for all the rolled materials scheduled to be rolled in the rolling cycle. The work roll shift position is determined.

本発明では、圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、可能なワークロールシフト位置の組合せを仮定して、これらの組合せのすべてについて、組合せ毎に、被圧延材とワークロールの接触部分におけるロールギャップの予測計算値と目標値とで決まる第1の評価関数の値を、被圧延材幅方向の1点以上の評価点すべてについて計算して求め、さらに、これらの値を全評価点について合計して、1本の被圧延材について、第2の評価関数の値を求める。次いで、この第2の評価関数の値を、当該圧延サイクルの全被圧延材について合計した値を、第3の評価関数として求める。そして、可能なワークロールシフト位置の組合せのすべてについて求めたJ3の値同士を比較して最小の値をとるJ3のワークロールシフト位置を、圧延サイクルにおける圧延予定の全被圧延材についてのワークロールシフト位置として決定して圧延する。   In the present invention, assuming all possible work roll shift combinations for all the rolled materials scheduled to be rolled in the rolling cycle, the contact portion between the rolled material and the work roll for each of these combinations. The value of the first evaluation function determined by the roll gap prediction calculation value and the target value is calculated for all evaluation points of one or more points in the width direction of the material to be rolled, and these values are all evaluated points. As a result, the value of the second evaluation function is obtained for one material to be rolled. Next, a value obtained by adding the values of the second evaluation function for all the rolled materials in the rolling cycle is obtained as a third evaluation function. Then, the work roll shift position of J3 that takes the minimum value by comparing the values of J3 obtained for all possible combinations of work roll shift positions is the work roll for all the rolled materials scheduled to be rolled in the rolling cycle. Roll is determined as the shift position.

本発明では、図1に示すように、第1の評価関数を被圧延材板幅方向の1点以上の評価点について求め、この第1の評価関数に基づいて、第2、第3の評価関数を求めているから、被圧延材のワークロール上での板道範囲のロールギャップを評価することができ、異常板厚プロフィル等を効果的に防止することが可能となる。
また、図1では、材板幅方向の1点以上の評価点A、B、・・・、Fを明瞭に示すために、フラットなワークロールを示しているが、本発明では、すでに記載したように、図3に示すようなロールプロフィルが3次以上の関数で表されるカーブを有しているロールが使用される。
In this invention, as shown in FIG. 1, a 1st evaluation function is calculated | required about one or more evaluation points of a to-be-rolled sheet width direction, and based on this 1st evaluation function, 2nd, 3rd evaluation is carried out. Since the function is obtained, the roll gap in the sheet path range on the work roll of the material to be rolled can be evaluated, and an abnormal sheet thickness profile or the like can be effectively prevented.
Further, in FIG. 1, a flat work roll is shown to clearly show one or more evaluation points A, B,..., F in the width direction of the material plate. Thus, a roll having a curve whose roll profile is represented by a function of third order or higher as shown in FIG. 3 is used.

以下において、上記の発明における評価関数の計算手法の具体的な1例を以下に示す。
本発明においては、最初に、圧延サイクルにおける圧延予定の全被圧延材について可能なワークロールシフト位置の組合せを仮定する。例えば、圧延予定の全被圧延材がN本である場合、1本目の被圧延材のワークロールシフト位置がX、2本目のそれがX、・・・、N本目のそれがXとすると、ワークロールシフト位置の組合せは(X、X、・・・、X)となる。
そして、X、X、・・・、Xの各値は可能な範囲において変わりうるから、それに応じた組合せ(すなわち圧延サイクルにおける圧延予定の全被圧延材について可能なワークロールシフト位置の組合せ)が考えられる。
Hereinafter, a specific example of the evaluation function calculation method in the above invention will be described below.
In the present invention, first, a possible combination of work roll shift positions is assumed for all the rolled materials to be rolled in the rolling cycle. For example, when the number of all rolled materials to be rolled is N, the work roll shift position of the first rolled material is X 1 , the second is X 2 ,..., The Nth is X N Then, the combination of the work roll shift positions is (X 1 , X 2 ,..., X N ).
Then, X 1, X 2, · · ·, since each value of X N may vary in the extent possible, the combination (i.e. the work roll shift position possible for all the material to be rolled in the rolling schedule in the rolling cycle accordingly Combination).

本発明の評価関数の計算手法は以下のステップ1〜4からなる。
(ステップ1)
被圧延材の幅方向に1点以上の評価点A、B、C・・・を定め、各評価点について、ワークロールのロールギャップの予測値と目標値とから下記の式(1)に基づいて被圧延材1本について第1の評価関数J1を計算する。
The evaluation function calculation method of the present invention includes the following steps 1 to 4.
(Step 1)
One or more evaluation points A, B, C... Are defined in the width direction of the material to be rolled, and for each evaluation point, based on the following formula (1) from the predicted value and the target value of the roll gap of the work roll. Thus, the first evaluation function J1 is calculated for one material to be rolled.

評価点は、例えば、図1のA(最板端から25mm)、B(同50mm)、C(同75mm)、D(同100mm)、E(同150mm)、F(同200mm)という具合に、板幅方向の1点以上に仮定する。
上記評価点の最板端からの距離についても具体的な数値はあくまで一例であり、本発明は、ここでの例に一義的に限定するものではない。
The evaluation points are, for example, A (25 mm from the end of the outermost plate), B (50 mm), C (75 mm), D (100 mm), E (150 mm), F (200 mm) in FIG. Suppose that it is at least one point in the plate width direction.
The specific numerical values for the distance from the outermost plate edge of the evaluation point are only examples, and the present invention is not limited to the examples here.

(ステップ2)
評価点A、B、C・・・の全てについて下記の式(2)に基づいて式(1)の評価関数J1を合計して第2の評価関数J2を求める。
(Step 2)
Based on the following formula (2) for all the evaluation points A, B, C..., The evaluation function J1 of the formula (1) is summed to obtain the second evaluation function J2.

(ステップ3)
圧延サイクルにおける全被圧延材について、下記の式(3)に基づいて式(2)の評価関数を合計して第3の評価関数J3を求める。
(Step 3)
For all the rolled materials in the rolling cycle, the third evaluation function J3 is obtained by summing up the evaluation functions of the expression (2) based on the following expression (3).

なお、式(1)〜(3)の重み係数cについては、例えば、表1のように先の被圧延材から次の被圧延材への板幅の変化に応じて決定することができる。 In addition, about the weighting coefficient ck of Formula (1)-(3), it can determine according to the change of the plate | board width from a previous to-be-rolled material like Table 1 to a next to-be-rolled material, for example. .

(ステップ4)
圧延サイクルにおける全被圧延材についてのワークロールシフト位置の可能な組み合わせすべてについて求めたJ3、・・・J3の値同士を比較して、その中で最も小さい場合のワークロールシフト位置を、当該圧延サイクルの圧延サイクルの全被圧延材のワークロールシフト位置として決定する。
このようにして決定されたワークロールシフト位置に基づいて、当該圧延サイクルの圧延サイクルの全圧延材を圧延する。
(Step 4)
J3 values obtained for all possible combinations of work roll shift positions for all materials to be rolled in the rolling cycle are compared with each other, and the work roll shift position in the smallest case is compared with the rolling value. It is determined as the work roll shift position of all the rolled materials in the rolling cycle of the cycle.
Based on the work roll shift position determined in this manner, all the rolled material in the rolling cycle of the rolling cycle is rolled.

上記のステップにおいて、圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、可能なワークロールシフト位置の組合せを仮定しているが、ワークロールのシフト位置については、例えば乱数表を用いて被圧延材1本毎のワークロールシフト位置を仮定することにより定めることができる。
先行の被圧延材とこれの後続する次の被圧延材に対するワークロールシフト位置の変更量(ワークロールシフトピッチ)に上限を設けたい場合は、上限の値を考慮してワークロールシフト位置の組合せを仮定すればよい。
In the above steps, a possible combination of work roll shift positions is assumed for all the rolled materials scheduled to be rolled in the rolling cycle, but for the work roll shift positions, for example, using a random number table, the rolled material It can be determined by assuming a work roll shift position for each.
If you want to set an upper limit for the work roll shift position change amount (work roll shift pitch) for the preceding material to be rolled and the next material to be rolled after this, the combination of work roll shift positions in consideration of the upper limit value Can be assumed.

そして、でワークロールシフトピッチに上限を設けた場合でも、圧延サイクルにおける圧延予定の全被圧延材についてのワークロールシフト位置の組合せの数は膨大であり、これらの組合せすべてについて、評価関数J1を各評価点について計算し、次いで、全評価点分を合計してJ2を求め、さらに全被圧延材分を合計して求めたJ3の中から、評価関数J3が最小となるようなワークロールシフト位置を選び出してももちろんよいが、計算の負荷を軽減するため、非線形計画法などにより評価関数J3が最小となるようなワークロールシフト位置を決定することも可能である。
以上のステップ1〜5を図2に示す。
Even when an upper limit is set for the work roll shift pitch, the number of combinations of work roll shift positions for all the rolled materials scheduled to be rolled in the rolling cycle is enormous, and the evaluation function J1 is set for all of these combinations. Calculate for each evaluation point, then add up all evaluation points to find J2, and then add up all the material to be rolled and from J3, the work roll shift that minimizes the evaluation function J3 Of course, the position may be selected, but in order to reduce the calculation load, it is also possible to determine the work roll shift position that minimizes the evaluation function J3 by nonlinear programming or the like.
The above steps 1 to 5 are shown in FIG.

ステップ2の評価関数J1は、ロールギャップの目標値と予測値から求められる。
ロールギャップの目標値は、図1に示すように、被圧延材上の駆動側(ドライブサイド)と被駆動側(ワークサイド)の各評価点、例えばA〜F点と接するワークロール箇所のワークロール半径の平均と、ワークロールの胴長中央のワークロール半径との差を下記の式(4)に基づいて計算し、上下ワークロールについて合計して求める。ワークロールプロフィルの胴長中央と左右両評価点A〜Fを放物線や楕円などの2次曲線で結ぶように設定するのが好ましい。
The evaluation function J1 of step 2 is obtained from the roll gap target value and the predicted value.
As shown in FIG. 1, the target value of the roll gap is a workpiece at a work roll location in contact with each evaluation point on the driven side (drive side) and driven side (work side) on the material to be rolled, for example, points A to F. The difference between the average roll radius and the work roll radius at the center of the length of the work roll is calculated based on the following formula (4), and the total is obtained for the upper and lower work rolls. It is preferable to set the center of the body length of the work roll profile and the left and right evaluation points A to F to be connected by a quadratic curve such as a parabola or an ellipse.

ロールギャップの予測値は、以下のように求めることができる。
ワークロールの熱膨張およびワークロールの磨耗については、例えば、それぞれ式(5)および式(6)に基づいて予測計算することができる。
The predicted roll gap can be obtained as follows.
The thermal expansion of the work roll and the wear of the work roll can be predicted and calculated based on, for example, Expression (5) and Expression (6), respectively.

そして、熱膨張と磨耗を省いたロールギャップ形状については、ロールプロフィルが3次関数で表されるロールは式(7)のようにロール径が与えられており、シフト位置によって式(8)のように予測計算できる。   And about the roll gap shape which excluded thermal expansion and abrasion, the roll diameter is given to the roll whose roll profile is represented by a cubic function as shown in the formula (7), and the roll position of the formula (8) depends on the shift position. The prediction can be calculated as follows.

上記のワークロールの熱膨張、ワークロールの磨耗および該熱膨張と磨耗を省いたロールギャップ形状についての3者を合計したワークロールギャップについて式(4)のように計算した予測計算値をもとに、式(1)のJ1が計算により求まる。   Based on the predicted calculation value calculated by the equation (4) for the work roll gap, which is the total of the above three factors for the thermal expansion of the work roll, the wear of the work roll, and the roll gap shape excluding the thermal expansion and wear. In addition, J1 in equation (1) is obtained by calculation.

以下に本発明の実施例を示す。
(実施例1)
ロールプロフィルが3次以上の関数で表されるカーブを有し、軸方向位置で上下で互いに補完し合う形状のイニシャルロールカーブで形成された上下一対のワークロールを備えた圧延機をF1−F7の7スタンドすべてに備えたタンデム型仕上げ圧延機を有する熱間圧延ラインにて本発明の検証を行った。圧延機の設備仕様を表2に示す。
Examples of the present invention are shown below.
Example 1
F1-F7 is a rolling mill provided with a pair of upper and lower work rolls formed by an initial roll curve having a roll profile having a curve expressed by a function of cubic or higher and complementing each other in the axial direction. The present invention was verified in a hot rolling line having a tandem finish rolling mill provided for all seven stands. Table 2 shows the equipment specifications of the rolling mill.

図4に示す板厚−板幅構成の圧延サイクルに対し、本発明例と従来例の比較、評価を行った。
評価点は被圧延材の板端から25mm、75mm、150mmの3点とし、ワークロールシフトピッチの上限は20mmとした。
ベンダー荷重は圧延開始時75トンと設定し、圧延中の荷重変動に応じて制御した。
圧延後の被圧延材の厚みプロフィルの評価は板幅が1本前の被圧延材よりも約150mm広がる62本目にて行った。また、従来技術との比較を行うため図4とほぼ同じ厚み構成、幅構成のサイクルにて、従来のサイクリックシフト法によりWRシフト位置を決定し圧延を行った。
The present invention example and the conventional example were compared and evaluated with respect to the rolling cycle having the thickness-width configuration shown in FIG.
The evaluation points were three points of 25 mm, 75 mm, and 150 mm from the plate end of the material to be rolled, and the upper limit of the work roll shift pitch was 20 mm.
The bender load was set to 75 tons at the start of rolling, and was controlled according to the load fluctuation during rolling.
The evaluation of the thickness profile of the rolled material after rolling was performed on the 62nd sheet in which the plate width was expanded by about 150 mm from that of the previous rolled material. For comparison with the prior art, the WR shift position was determined by the conventional cyclic shift method and rolled in a cycle having the same thickness configuration and width configuration as in FIG.

本発明法によって決定したWRシフト位置と従来のサイクリックシフトによるWRシフト位置を図5に示す。図6は62本目の板厚プロフィルであるが、従来例では約20μmの逆クラウンプロフィルとなっているのに対し、本発明では逆クラウンプロフィルが生じておらず良好なクラウンプロフィルとなっていることが確認できた。また62本目以外のクラウンプロフィルについても異常プロフィルや形状不良は生じなかった。   FIG. 5 shows the WR shift position determined by the method of the present invention and the WR shift position by the conventional cyclic shift. FIG. 6 shows the thickness profile of the 62nd plate. In the conventional example, the reverse crown profile is about 20 μm, whereas in the present invention, the reverse crown profile is not generated and the crown profile is good. Was confirmed. In addition, no abnormal profiles or shape defects occurred in the crown profiles other than the 62nd.

(実施例2)
前段のF1〜F3スタンドの3スタンドには通常の軸方向にシフトしないワークロールを備え、後段のF4〜F7スタンドには、ロールプロフィルが3次以上の関数で表されるカーブを有し、軸方向位置で上下で互いに補完し合う形状のイニシャルロールカーブで形成された上下一対のワークロールを備えた7スタンドのタンデム型仕上げ圧延機を有する熱間圧延ラインにて本発明の検証を行った。
圧延機の設備仕様を表3に示す。
(Example 2)
Three stands of F1 to F3 stands in the front stage are provided with work rolls that do not shift in the normal axial direction, and F4 to F7 stands in the rear stage have a curve whose roll profile is expressed by a function of third order or more, The present invention was verified in a hot rolling line having a 7-stand tandem finish rolling mill having a pair of upper and lower work rolls formed of initial roll curves that complement each other in the vertical direction at the directional position.
Table 3 shows the equipment specifications of the rolling mill.

図7に示す板厚−板幅構成の圧延サイクルに対し、本発明例と従来例の比較、評価を行った。評価点は被圧延材の板端から50mm、100mm、150mm、200mmの4点とし、ワークロールシフトピッチの上限は20mmとした。
ベンダー荷重は圧延開始時は75トンと設定し、圧延中の荷重変動に応じて制御した。
The invention example and the conventional example were compared and evaluated with respect to a rolling cycle having a plate thickness-plate width configuration shown in FIG. The evaluation points were four points of 50 mm, 100 mm, 150 mm, and 200 mm from the end of the rolled material, and the upper limit of the work roll shift pitch was 20 mm.
The bender load was set to 75 tons at the start of rolling, and was controlled according to the load fluctuation during rolling.

圧延後の被圧延材の厚みプロフィルの評価は板幅が1本前の被圧延材よりも約220mm広がる90本目にて行った。また、従来技術との比較を行うため図7とほぼ同じ厚み構成、幅構成のサイクルにて、従来のサイクリックシフト法によりWRシフト位置を決定し圧延を行った。   The evaluation of the thickness profile of the rolled material after rolling was performed on the 90th sheet in which the plate width was expanded by about 220 mm from that of the previous rolled material. For comparison with the prior art, the WR shift position was determined by the conventional cyclic shift method and rolled in a cycle having the same thickness configuration and width configuration as in FIG.

図9は90本目の板厚プロフィルであるが、従来例では約10μmの逆クラウンプロフィルとなっているのに対し、本発明では逆クラウンが生じておらず良好なクラウンプロフィルとなっていることが確認できた。また90本目以外のクラウンプロフィルについても異常プロフィルや形状不良は生じなかった。   FIG. 9 shows the 90th plate thickness profile. In the conventional example, the reverse crown profile is about 10 μm, whereas in the present invention, the reverse crown does not occur and the crown profile is good. It could be confirmed. In addition, no abnormal profiles or shape defects occurred in the crown profiles other than the 90th.

以上の説明では、本発明を熱間圧延ラインのタンデム型圧延機に適用した例を挙げたが、冷間圧延ラインなどの他の金属帯の圧延ラインに適用することも可能である。   In the above description, the example in which the present invention is applied to a tandem rolling mill for a hot rolling line has been described. However, the present invention can also be applied to a rolling line for other metal strips such as a cold rolling line.

Claims (2)

金属帯の圧延ラインにて、圧延サイクルにおける圧延予定の全被圧延材を、ロールプロフィルが3次以上の関数で表されるカーブを有し、軸方向位置で上下で互いに補完し合う形状のイニシャルロールカーブで形成された上下一対のワークロールを備えた圧延機により、該ワークロールを互いに逆向きの軸方向にシフトさせて圧延する圧延方法において、圧延サイクルにおける圧延予定の全被圧延材について、
ワークロールシフトピッチに上限を設け、可能なワークロールシフト位置の組合せを仮定して、これらの組合せの全てについて、組合せ毎に、被圧延材とワークロールの接触部分におけるロールギャップの予測計算値と目標値との差を、被圧延材板幅方向の1点以上の評価点について、下記式(1)


に基づいて、評価関数J1として求め、そして、1点以上の評価点すべてについて求めたJ1の値を下記式(2)


に基づいて評価関数J2として求め、次いでJ2を当該圧延サイクルの全被圧延材について合計した値を評価関数J3として求めた後に、組合せ毎のJ3の値の中で最小となるときの組合せのワークロールシフト位置を、圧延サイクルにおける圧延予定の全被圧延材についてのワークロールシフト位置として決定して圧延することを特徴とする金属帯の圧延方法。
In the rolling line of the metal strip, all the rolled materials to be rolled in the rolling cycle have a curve whose roll profile is expressed by a function of the third order or higher, and the initial shape that complements each other vertically in the axial position. In a rolling method in which the work roll is rolled by shifting in the opposite axial directions with a rolling mill provided with a pair of upper and lower work rolls formed by a roll curve, for all the rolled materials to be rolled in the rolling cycle,
An upper limit is set for the work roll shift pitch, and assuming all possible combinations of work roll shift positions, for each of these combinations, a predicted calculation value of the roll gap at the contact portion between the material to be rolled and the work roll is provided for each combination. The difference from the target value is expressed by the following formula (1) for one or more evaluation points in the width direction of the material to be rolled.


Based on the above, the evaluation function J1 is obtained as the evaluation function J1, and the values of J1 obtained for all the evaluation points of one or more points are expressed by the following formula (2)


Is obtained as an evaluation function J2, and then a value obtained by summing J2 for all the rolled materials in the rolling cycle is obtained as an evaluation function J3. A method of rolling a metal strip, wherein a roll shift position is determined as a work roll shift position for all the rolled materials scheduled to be rolled in a rolling cycle.
前記の上下一対のワークロールを備えた圧延機がタンデム型圧延機の少なくとも1つ以上のスタンドに設けられていることを特徴とする請求項1に記載の金属帯の圧延方法。
The metal strip rolling method according to claim 1, wherein the rolling mill provided with the pair of upper and lower work rolls is provided on at least one stand of a tandem rolling mill.
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